КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер 23-46-00014

НазваниеИсследование эволюционных событий и поиск общих геномных компонентов у домашних и диких представителей вида Sus scrofa азиатского и европейского происхождения с использованием полногеномного анализа

РуководительХарзинова Вероника Руслановна, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр животноводства - ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста", Московская обл

Период выполнения при поддержке РНФ

2023 г. - 2025 г.

Конкурс№74 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований международными научными коллективами» (NSFC).

Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки, 06-204 - Животноводство

Ключевые словадомашняя свинья, геномика, гены-кандидаты, SNP-маркеры, кабан, локальные породы, митогеном, древняя ДНК, отпечатки селекции

Код ГРНТИ68.39.57

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Генетические ресурсы локальных пород свиней представляют собой важнейший источник генетического разнообразия, которое необходимо для устойчивого развития систем производства свинины в будущем в непредсказуемо меняющихся условиях (экономических, экологических и геополитических). Однако ориентация современного свиноводства на разведение нескольких узкоспециализированных пород свиней может привести к значительному снижению биоразнообразия вида Sus scrofa. По этой причине поиск вариантов, которые были утрачены в коммерческих трансграничных породах из-за интенсивного искусственного отбора и которые все еще присутствуют в геномах локальных пород свиней, является важным шагом для того, чтобы в полной мере обеспечить будущие поколения людей необходимой генетической основой свиноводческих ресурсов для поддержания их жизнедеятельности. Интенсивное развитие методов молекулярной генетики в последние два десятилетия позволило секвенировать полный геном свиней, включая митохондриальный геном, и разработать ДНК-чипы, содержащие от нескольких десятков тысяч до нескольких сотен тысяч маркеров - однонуклеотидных полиморфизмов (SNP). Кроме того, внедрение современных эффективных протоколов выделения ДНК из останков млекопитающих (зубов и костей) позволяет применять высокопроизводительные технологии для изучения древних и музейных образцов. Сравнительный анализ современных и музейных образцов локальных и трансграничных пород позволит более точно выявить изменения, вызванные селекционным давлением. Вовлечение в анализ образцов диких кабанов станет мощным инструментом для выявления следов интрогрессии в генофонде локальных российских и китайских пород свиней и, следовательно, будет способствовать лучшему пониманию закономерностей генетической истории свиней в Евразии, которое будет дополнено анализом полных последовательностей митохондриального генома. Кроме того, исследования могут выявить новые гены, которые присутствуют у диких кабанов и отсутствуют у пород домашних свиней, связанные с признаками, способствующими повышению адаптационных качеств и выживаемости. Таким образом, вклад в фундаментальные и прикладные исследования будет сделан в следующих областях: 1) Свиноводство (актуальная информация для сохранения и выбора стратегий селекции локальных пород свиней, геномной селекции, разведения и улучшения существующих пород свиней) 2) Генетика (выявление геномных регионов и генов, лежащих в основе позитивного давления отбора и связанных с постдоместикационными трансформациями свиней, изучение интрогрессии на геномном уровне) 3) Молекулярно-эволюционные исследования (изучение истории локальных пород свиней, поиск предковых геномных элементов от дикого кабана в геномах свиней, извлеченных из музейных образцов) 4) Экология (сохранение приоритетов). Для достижения поставленных целей за счет взаимодополняющего использования методологий и материалов обе исследовательские группы ученых проведут отбор и анализ проб локальных пород свиней, а также диких кабанов. Наши выводы могут привлечь внимание к уязвимости глобальных генетических ресурсов и к необходимости своевременных действий по их изучению и анализу их генетического потенциала, что повысит способность человечества адаптироваться к изменению климата. Мы считаем, что наши результаты будут полезны как в определении текущей политики разведения трансграничных пород, так и для разработки научно-обоснованных продуманных программ по сохранению генетических ресурсов локальных пород свиней.

Ожидаемые результаты
В результате проведенных исследований будут определены регионы генома, подвергшиеся наибольшим изменениям вследствие адаптации к меняющимся условиям внешней среды и действия интенсивной селекции на повышение уровня продуктивности, локальных пород свиней азиатского и европейского происхождения; выполнена функциональная аннотация генов, локализованных внутри или в непосредственной близости от регионов, находящихся под давлением отбора. Будет установлено влияние селекции на динамику аллелофонда локальных и трансграничных пород свиней путем сравнительного анализа современных и музейных образцов. Будут идентифицированы общие геномные компоненты у домашних и диких представителей вида Sus scrofa; изучена интрогрессия геномной компоненты дикого кабана в геномы локальных пород свиней, включающих представителей современных и исторических популяций, геномы которых полученных из музейных образцов. Будет изучена генетическая история локальных пород домашних свиней на основе полногеномного анализа. На основании анализа секвенированных последовательностей полных митохондриальных геномов локальных домашних свиней и диких кабанов азиатского и европейского происхождения будет уточнена их демографическая история. На основании обобщения результатов исследований по проекту будут даны предложения по разработке программ разведения локальных пород свиней при сохранении их генетической идентичности. Применение в исследованиях современных широко используемых стандартизированных молекулярно-генетических методов позволит интегрировать полученные результаты с результатами исследованиями ведущих зарубежных лабораторий. Кроме того, обработка полученных результатов будет проводиться путем применения хорошо зарекомендовавших биоинформационных подходов. Поэтому запланированные результаты соответствуют мировому уровню. Результаты настоящего проекта имеют определенную значимость для создания научно-обоснованных программ по сохранению и улучшению уникальных аборигенных генетических ресурсов пород домашних свиней. Учитывая общую мировую экономическую и социальную нестабильность, рациональное использование локальных пород свиней, неприхотливых и хорошо адаптированных к условиям регионов, — это важный фундамент в обеспечении продовольственной безопасности населения. В частности, неприхотливые представители локальных пород свиней с хорошей продуктивностью, которые могут использовать остаточные продукты овощеводства, могут стать важным источником высокопитательных нутриентов для домохозяйств.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
1. Cоздан банк ДНК исторических и современных образцов пород свиней и дикого кабана. 2. Впервые получены полногеномные SNP-генотипы музейных образцов свиней начала XX века, представленных локальной ливенской и трансграничной крупной белой породами. 3. Впервые проведено тестовое полногеномное секвенирование с использованием технологии WGS исторических образцов пород свиней и современных образцов дикого кабана различного географического происхождения. 4. Впервые разработана тест-система амплификации полных последовательностей митохондриального генома свиней и дикого кабана. Получены нуклеотидные последовательности полных митохондриальных геномов образцов свиней и дикого кабана длиною 16611 п.н. Филогенетический анализ показал, что были определены все пять известных гаплогрупп рода Sus sсrofa A, B, C, D, и E, что свидетельствует об универсальности разработанной тест-системы. Данная тест-система будет использована в последующем для проведения массового анализа последовательностей полных митохондриальных геномов, как исторических, так и современных образцов пород свиней, а также популяций дикого кабана. Полученные результаты позволят получить детальную информацию не только о состоянии генетического разнообразия, но и о древних эволюционных событиях и демографической истории представителей вида Sus scrofa.

Публикации

1. Бакоев Н.Ф., Кошкина О.А., Харзинова В.Р., Сермягин А.А., Зиновьева Н.А. Разработка и валидация тест-системы анализа полиморфизма полного митохондриального генома свиней Международный научно-исследовательский журнал, № 12(138) (год публикации - 2023)